Die nachfolgenden Beispiele demonstrieren, dass die Anwendung von digitalen Fernerkundungsdaten im Unterricht das Potential hat, das Interesse der Schülerinnen und Schüler für die Analyse von Umweltproblemen zu stimulieren ebenso wie für mathematische und physikalische Fragestellungen.

Analyse der Veränderung der Bodenbedeckung

Unterrichtsfach:
Dauer: 45 Minuten
Zielgruppe: Mittelstufe, Oberstufe (14-18 Jahre).

Hauptziele

Schüler können die zeitlichen Veränderungen von Landschaften verfolgen und die menschlichen Eingriffe nachvollziehen..

Medien und Hilfsmittel

PCs mit heruntergeladenen Landsat Aufnahmen und vorinstallierter MultiSpec Software (siehe "konkrete Umsetzung im Klassenraum")

Beschreibung

Diese Unterrichtseinheit wurde für gymnasiale Oberstufenschüler/-innen entwickelt und kann in verschiedenen Bereichen implementiert werden. Die Unterrichtseinheit führt Schüler/-innen in den Analyseprozess der Veränderung der Bodenbedeckung mittels Landsat Satellitenaufnahmen ein.

Zunächst erläutert die Lehrperson die Einflüsse einer sich ändernden Bodenbedeckung durch das lokale und globale Klima (Anstieg der globalen Oberflächentemperatur, Zerstörung der Umwelt, etc.). Anschließend diskutieren die Schüler/-innen in Kleingruppen mögliche Wege, um Umweltveränderungen zu beobachten und gezielt aufzudecken. Dabei lenkt die Lehrperson die Diskussion in Richtung Erdbeobachtung durch Satellitenaufnahmen. Daraufhin bearbeiten die Schüler/-innen mit Hilfe der MultiSpec Bildverarbeitungssoftware zwei Landsat Aufnahmen der gleichen Stadt, aber aus verschiedenen Jahren. Die Schüler/-innen experimentieren mit den zur Wahl stehenden Farbsystemen und diskutieren welche  Farbdarstellung der digitalen Satellitendaten besser für die Analyse von Veränderungen in der Bodenbedeckung geeignet ist.

Die Schüler/-innen verwenden Satellitenbilder in natürlichen Farben, auf denen die Veränderungen deutlich dargestellt sind. Eine qualitative Analyse hinsichtlich des Umfangs der Veränderung der Bodenbedeckung in dem betrachteten Zeitintervall schließt sich an. Die Schüler/-innen müssen Gebiete mit veränderter Landbedeckung ausfindig machen und deren räumliche Verteilung in der Stadt untersuchen. 

Nach der zuvor beschriebenen Datenanalyse sind die Schüler in der Lage, folgende Fragen in der Gruppe zu diskutieren und zu beantworten::

• Kannst Du Veränderungen in der Landbedeckung erkennen?
• Kannst Du den Verwendungszweck dieser Änderung erkennen?
• Kannst Du dir Gründe vorstellen, warum die beobachtete Veränderung in der Landbedeckung speziell in dieser Gegend stattgefunden hat?
• Haben die Vegetationsflächen zugenommen oder abgenommen?
• Sind einige der Veränderungen auf die Urbanisierung zurückzuführen?

Eine konkrete Anwendung für die Stadt Athen finden Sie in Abbildung 3, die auf Landsat-Aufnahmen basiert, deren Vergleich eine Bestimmung von Veränderungen in der Landbedeckung in der Zeitspanne 1994-2010 ermöglicht..

Ein Tutorial finden Sie hier

Weiterführende Informationen und Ideen finden Sie hier

 

Klimaforschungskampagne: Satellitendaten im naturwissenschaftlichen Unterricht

Unterrichtsfach:
Dauer: 45 Minuten 
Zielgruppe: Mittelstufe / Oberstufe (13-18 Jahre).

Hauptziele

• Verbesserung der IKT-Kompetenzen durch die Suche nach relevanten Informationen im Internet

• Mathematik im Zusammenhang mit Umweltforschung verstehen und anwenden lernen

• Die Phänomene der Erdatmosphäre verstehen lernen. 

 

Medien und Hilfsmittel

Geeignetes technisches Equipment: Computer, GPS-Geräte etc., Internetverbindung

Beschreibung

Dieses Projekt besteht aus mehreren ausgearbeiteten Unterrichtseinheiten zu den Themen Umweltphänomene und –probleme. Die Unterrichtseinheiten basieren auf der Verwendung von Satellitendaten, die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet nach passenden Informationen. Das Projekt wurde in enger Zusammenarbeit mit Lehrkräften entwickelt, sodass das detailliert ausgearbeitete Material für das individuell gewählte Thema der Unterrichtseinheit direkt verwendet werden kann.

Ein beispielhaftes Szenario beschäftigt sich mit den Auswirkungen des Klimawandels für das arktische Ökosystem wie dem Schrumpfen der Eiskappen in der Nordhemisphäre. Hierfür werden multitemporale Satellitendaten verwendet (die Entwicklung eines Gebiets kann betrachtet werden).

Das Projekt ist Teil des C-Moduls der Klimaforschungskampagne, welche wiederum in das GLOBE Programm in Polen integriert ist. Weitere Informationen hierzu finden Sie auf der MASS Website und auf der polnischen GLOBE Website.

  

Baumaterialien in der Stadt

Unterrichtsfach: 
Dauer: 45 Minuten
Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler der Mittelstufe (13-16 Jahre).

Hauptziele

Verstehen lernen wie Materialeigenschaften das Mikroklima einer Stadt beeinflussen können.

Medien und Hilfsmittel

A landsat image in the visible band, a table with colour, reflectivity and materials.

Beschreibung

Grundlage der Unterrichtseinheit sind die Prinzipien der Sonneneinstrahlung (Reflexion, Absorption etc.) die den Schülerinnen und Schülern durch die Lehrkraft im Zusammenhang mit der thermischen Umgebung näher gebracht werden sollen. Die SuS erarbeiten die Lösung für einfache Probleme, wie bspw.:

Problem 1:

Die Strahlung der Sonne trifft auf die Oberfläche eines Körpers und trägt durch Absorption zur Erwärmung des Körpers bei. Ein Teil der Sonneneinstrahlung wird reflektiert. Der Anteil der reflektierten Sonneneinstrahlung wird in Prozent % angegeben. Die Summe aus Absorption und Reflexion muss 100% ergeben.

Wenn 1000 Watt Sonnenstrahlung auf einen Körper treffen und 300 Watt wieder reflektiert werden, wie hoch ist das Reflexionsvermögen des Körpers in % ? Um welches Material könnte es sich handeln?

Die Schüler/-innen können hierzu Landsat-Bilder im sichtbaren Bereich öffnen (Kanal 3), welche die reflektierte Strahlung an der Oberfläche darstellen. Unterschiedliche Farben (unterschiedliches Reflexionsvermögen) stellen verschiedene Materialien dar. Unter Verwendung der nachfolgenden Tabelle werden die Farben auf den Bildern den entsprechenden Materialien zugeordnet.

Im Anschluss kann ein zweites Problem gelöst werden.

Problem 2:

• Identifiziere die Unterschiede zwischen den hellsten und dunkelsten Bereichen auf dem Bild. Welche Materialien werden hier repräsentiert?

• Kannst du auf dem Bild das Material finden, welches wir unter Problem 1 gesucht haben?

Die rechts abgebildete Landsat-Aufnahme stellt das Reflexionsvermögen der Stadt Athen dar, der folgenden Farbskala kann entnommen werden, um welches Material es sich handeln könnte.

Material	Reflectivity	Image Colour
Water	0.02-0.05
Trees	0.05-0.1
Grass	0.1-0.15
Asphalt	0.12-0.17
Roofs	0.15-0.2
White roofs	0.15-0.20
Metal roofs	0.3-0.35

 

 

Hier finden Sie eine Anleitung

Weitere Praxisbeispiele sind zu finden unter: www.mass4education.eu/teaching-materials/good-practices